II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Budidaya Tanaman Kacang Hijau Kacang hijau termasuk tanaman pangan yang telah dikenal luas oleh masyarakat. Tanaman yang termasuk dalam keluarga kacang-kacangan ini sudah lama di budidayakan di Indonesia. Kacang hijau merupakan salah satu sumber makanan penting karena tingginya kandungan nutrisi dalam semua bagian biji. Di Indonesia, tanaman kacang hijau merupakan tanaman kacang-kacangan ketiga yang banyak di budidayakan setelah kedelai dan kacang tanah. Bila dilihat dari kesesuaian iklim dan kondisi lahan yang dimiliki, Indonesia termasuk salah satu negara yang memiliki kesempatan untuk melakukan ekspor kacang hijau (Purwono, 2005). Klasifikasi taksonomi tanaman kacang hijau adalah sebagai berikut Kingdom : Plantae (Tumbuhan) Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh) Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji) Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga) Kelas : Magnoliopsida (Berkeping dua / dikotil) Sub Kelas : Rosidae Ordo : Fabales Famili : Fabaceae (Suku polong-polongan) Genus : Phaseolus Spesies : Vigna radiata L.
10 Tanaman kacang hijau memiliki potensi yang tinggi untuk dikembangkan. Dibanding dengan tanaman kacang-kacangan lainnya, kacang hijau memiliki kelebihan ditinjau dari segi agronomi dan ekonomis, seperti: (a) lebih tahan kekeringan, (b) serangan hama dan penyakit lebih sedikit, (c) dapat dipanen pada umur 55-60 hari, (d) dapat ditanam pada tanah yang kurang subur, dan (e) cara budidayanya mudah (Sunantara, 2000). Oleh karena itu, sangat penting untuk mengetahui teknik budidaya kacang hijau. Kacang hijau (Vigna radiata L.) merupakan salah satu bahan pangan yang banyak dikonsumsi oleh masyarakat luas selain beras. Karena tergolong tinggi penggunaannya dalam masyarakat, maka kacang hijau ini memiliki tingkat kebutuhan yang cukup tinggi. Dengan teknik budidaya dan penanaman yang relatif mudah budidaya tanaman kacang hijau memiliki prospek yang baik untuk menjadi peluang usaha bidang agrobisnis. Pada umumnya, kacang hijau ditanam di lahan sawah pada musim kemarau setelah padi atau tanaman palawija yang lain. Adapun kegiatan dalam budidaya tanaman semusim secara umum dimulai dari persiapan lahan, penanaman benih, pengairan, pemupukan, pemeliharaan, pengendalian hama dan penyakit, pemanenan serta penanganan pasca panen. Proses fotosintesis merupakan dasar dari usaha budidaya tanaman (Rukmana, 1997). 2.2 Sistem Pengolahan Tanah Teknologi pengolahan tanah merupakan salah satu dari pengelolaan tanah dalam pertanian. Pengolahan tanah adalah setiap manipulasi mekanik terhadap tanah untuk menciptakan keadaan tanah yang baik bagi pertumbuhan tanaman dengan
11 tujuan pokok menciptakan daerah persemaian yang baik, membenamkan sisa tanaman, dan mengendalikan tumbuhan pengganggu (Arsyad, 2010). Ada dua sistem olah tanah, yaitu olah tanah intensif (OTI) dan olah tanah konservasi (OTK). Menurut Nugroho (1991), pengolahan tanah secara intensif berarti mengubah tempat pertanaman dengan menggunakan alat pertanian, sehingga diperoleh susunan tanah yang baik ditinjau dari struktur dan porositas tanah. Olah tanah intensif umumnya bertujuan untuk memperoleh hasil yang maksimal tanpa memperhitungkan faktor berkelanjutannya (daya dukung dan kelestarian lahan). Pengolahan tanah yang dilakukan secara intensif terus menerus dalam jangka waktu yang panjang akan menurunkan daya dukung lahan, sebagai akibat dari terjadinya degradasi tanah. Olah tanah konservasi merupakan teknologi penyiapan lahan yang berwawasan lingkungan. Utomo (1995) mendefinisikan olah tanah konservasi (OTK) sebagai suatu cara pengolahan tanah yang bertujuan untuk menyiapkan lahan agar tanaman dapat tumbuh dan berproduksi optimum, namun tetap memperhatikan aspek konservasi tanah dan air. Pada sistem OTK, tanah diolah seperlunya saja atau bila perlu tidak sama sekali, dan mulsa dari residu tanaman sebelumnya dibiarkan menutupi permukaan lahan minimal 30%. Sistem olah tanah yang masuk dalam rumpun OTK antara lain olah tanah bermulsa (OTB), olah tanah minumum (OTM) dan tanpa olah tanah (TOT) (Utomo, 2004). Olah tanah konservasi pada prinsipnya adalah menggunakan sistem reduce of conventional tillage atau tetap menggunakan cara pengolahan tanah secara konvensional akan tetapi dipadu dengan menggunakan mulsa organik (Lal. 1979).
12 Sistem olah tanah minimum merupakan sistem pengolahan tanah dengan pengolahan seperlunya saja. Gulma dapat dikendalikan secara manual dan kimiawi. Seperti halnya sistem tanpa olah tanah sisa-sisa tanaman pada musim tanam sebelumnya digunakan untuk menutupi permukaan tanah, agar menjaga kelembaban aerasi yang baik, dan menyimpan air untuk kebutuhan tanaman (Utomo, 1989). Adapun perbedaan sistem olah tanah pada indikator kualitas lingkungan adalah sebagai berikut : Tabel 1. Perbedaan sistem olah tanah pada indikator kualitas lingkungan Olah tanah konservasi Olah tanah intensif 1. Infiltrasi meningkat 1. Infiltrasi menurun 2. Erosi tanah menurun 2. Erosi tanah meningkat 3. Bahan organik tanah meningkat 3. Bahan organik tanah menurun 4. Sifat fisika, kimia, dan biologi tanah 4. Sifat fisika, kimia, dan biologi meningkat tanah meningkat 5. Produktivitas tanaman meningkat 5. Produktivitas tanaman menurun 6. Biaya produksi menurun 6. Biaya produksi meningkat 7. Pendapatan petani jangka panjang 7. Pendapatan petani jangka panjang meningkat menurun 8. Pencemaran air (sedimen, pupuk, 8. Pencemaran air (sedimen, pupuk, pestisida) menurun pestisida) meningkat 9. Pemanasan global menurun 9. Pemanasan global meningkat Sumber : (Utomo, 2006). Pengolahan tanah intensif secara keseluruhan selain kurang efisien juga akan menyebabkan terjadinya degradasi lahan sehingga daya dukung dan produktivitas tanah menurun yang akhirnya untuk jangka panjang menyebabkan sistem pertanian tersebut tidak berkelanjutan. Kerugian yang ditimbulkan olah tanah
13 intensif dalam jangka panjang adalah: merugikan pembutiran tanah permukaan, mempercepat oksidasi dan pelaksanaan pengolahan tanah dengan alat-alat berat cenderung merusak agregat tanah yang mantap dan mempercepat oksidasi bahan organik didalam tanah. Pengolahan tanah yang berlebihan dapat mempercepat kemerosotan kesuburan tanah dan merusak sifat fisik tanah (Rafiudin, dkk., 2006). 2.3 Residu Pemupukan Nitrogen Nitrogen merupakan salah satu unsur hara makro bagi pertumbuhan tanaman yang sangat diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan seperti daun, batang, dan akar (Hakim, dkk., 1986). Nitrogen diserap oleh tanaman dengan jumlah terbanyak yaitu 55-60% dibandingkan dengan unsur lain yang didapatkan dari tanah (Krisna, 2002). Sumber nitrogen di dalam tanah adalah dari fiksasi oleh mikroorganisme, air irigasi dan hujan, absorpsi amoniak, perombakan bahan organik, dan pemupukan (Delwice dalam Chapman, 1976). Nitrogen di dalam tanah mempunyai dua bentuk utama, yaitu nitrogen organik dan nitrogen anorganik berupa amonium (NH + 4 ), amoniak (NH 3 ), nitrit (NO - 2 ) dan nitrat (NO - 3 ) (Stevenson, 1982). Mineralisasi merupakan proses konversi nitrogen bentuk organik menjadi bentuk mineral (Krisna, 2002). Nitrogen merupakan salah satu unsur yang paling luas penyebarannya di alam. Di atmosfer terdapat sekitar 3,8 x 10 15 ton N 2- molekuler, sedangkan pada lithosfer terdapat 4,74 kalinya (Hanafiah, 2007). Unsur N juga paling banyak dibutuhkan oleh tanaman sebagai komponen produksi, kecuali untuk tanaman yang produksinya berupa buah berair atau umbi/akar. Menurut Hakim, dkk.,
14 (1986) nitrogen merupakan penyusun setiap sel hidup, karenanya terdapat pada seluruh bagian tanaman. Nitrogen di dalam tanah berasal dari bahan organik, hasil pengikatan N dari udara oleh mikroba, pupuk, dan air hujan. Nitrogen yang dikandung tanah pada umumnya rendah, sehingga harus selalu ditambahkan dalam bentuk pupuk atau sumber lainnya pada setiap awal pertanaman. Selain rendah, nitrogen di dalam tanah mempunyai sifat yang dinamis (mudah berubah dari satu bentuk ke bentuk lain seperti NH 4 menjadi (NO 3, NO, N 2 O, dan N 2 ) dan mudah hilang tercuci bersama air drainase (Taufan, 2003). Suplai nitrogen di dalam tanah merupakan faktor yang sangat penting dalam kaitannya dengan pemeliharaan atau peningkatan kesuburan tanah. Peranan N terhadap pertumbuhan tanaman adalah jelas, karena senyawa organik di dalam tanaman pada umumnya mengandung N anatara lain asam-asam amino, enzim dan bahan lainnya yang menyalurkan energi (Nyakpa dkk., 1988). Perakaran tanaman kacang hijau bercabang banyak dan membentuk bintil akar (nodul, nodula). Makin banyak nodul akar, makin tinggi kandungan nitrogen (N) sehingga menyuburkan tanah (Rukmana, 1997). 2.4 Sifat Fisik Tanah Kacang hijau dapat tumbuh pada kondisi struktur tanah yang baik. Pada kondisi tanah yang memiliki struktur yang baik maka kandungan unsur hara di dalam tanah akan banyak tersedia. Struktur tanah digunakan untuk menunjukkan ukuran partikel-partikel tanah seperti pasir, debu dan liat yang membentuk agregat satu
15 dengan yang lainnya yang dibatasi oleh bidang belah alami yang lemah. Agregat yang terbentuk secara alami disebut dengan ped. Struktur yang dapat memodifikasi pengaruh tekstur dalam hubungannya dengan kelembaban, porositas, ketersediaan unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pengaruh permukaan akar (Hakim dkk., 1986). Kadar dan ketersediaan air tanah bervariasi, terutama tergantung pada tekstur tanah, kadar bahan organik tanah, senyawa kimiawi dan kedalaman solum/lapisan tanah. Di samping itu, faktor iklim dan tanaman juga menentukan kadar dan ketersediaan air tanah. Faktor iklim yang berpengaruh meliputi curah hujan, dan temperatur yang pada prinsipnya terkait dengan suplai air dan evapotranspirasi. Faktor tanaman yang berpengaruh meliputi bentuk dan kedalaman perakaran, toleransi terhadap kekeringan serta tingkat dan stadia pertumbuhan, yang pada prinsipnya terkait dengan kebutuhan air tanaman (Hanafiah, 2005). 2.4.1 Struktur Tanah Struktur tanah merupakan susunan partikel-partikel primer tanah seperti pasir, debu dan liat membentuk agregat, yang satu agregat dengan lainnya dibatasi oleh bidang belah alami yang lemah. Agregat yang terbentuk secara alami disebabkan aerasi tanah yang baik untuk mempermudah air meresap ke dalam tanah, meningkatkan kapasitas infiltrasi yang perkolasi dan menurunkan aliran permukaan. Pada umumnya agregat tanah terbentuk remah (crumb) mempunyai ruang pori di antara agregat yang lebih banyak dari pada struktur gumpal (blocky) ataupun pejal (massive), sehingga perembesan airnya lebih cepat dan biasanya lebih subur (Hakim dkk., 1986). Secara umum terdapat empat bentuk utama yang
16 akan menghasilkan tujuh tipe struktur tanah, yaitu granular, remah (crumb), lempeng (plate), gumpal, gumpal bersudut, prisma, dan tiang (columnar) (Hakim, dkk., 1986). 2.4.2 Bobot Isi Tanah Bobot isi tanah adalah bobot kering suatu unit volume tanah dalam keadaan utuh, dinyatakan dalam gram tiap sentimeter kubik (g cc -1 ). Dalam hal ini jumlah ruangan yang ditempati air dan udara turut diperhitungkan. Unit volume terdiri dari volume yang mencakup bahan padat dan ruang pori yang terdapat diantara partikel-partikel tanah. Tanah yang lepas dan berongga mempunyai bobot isi yang lebih kecil dibandingkan tanah yang padat (Buckman dan Brady, 1971 dalam Rosmiati, 1997). Adanya hubungan terbalik antara ruang pori dan bobot isi memungkinkan bobot isi digunakan untuk menduga kekompakan tanah. Semakin tinggi bobot isi maka tanah semakin kompak dan menurunkan ruang pori (Rahayu, 1995). 2.4.3 Ruang Pori Total Ruang pori total tanah adalah volume seluruh pori-pori dalam suatu volume tanah utuh yang dinyatakan dalam persen. Bagian tanah yang ditempati rongga poripori dinyatakan dalam porisitas, yaitu nisbah antara volume rongga pori dengan volume tanah total. Bagian cairan dapat dinyatakan dalam kandungan air massa atau kandungan air volume. Kandungan air massa adalah nisbah antara massa cairan dengan massa tanah kering. Cara yang paling mudah untuk menentukan kandungan air massa tanah adalah dengan cara melindungi bobot tanah basah
17 dengan bobot tanah kering dan kemudian membaginya dengan bobot kering (Agus, dkk., 2006). 2.4.4 Kekerasan Tanah Kekerasan tanah adalah kemampuan tanah dalam menahan beban yang dinyatakan dalam satuan kg/cm 2. Sifat ini diukur dengan alat penetrometer pada kondisi lapang. Sifat ini penting untuk (1) menduga tingkat kemudahan atau kemampuan akar tanaman menembus tanah; (2) tingkat pemadatan tanah, baik proses alami maupun oleh adanya aktifitas mekanisme alat-alat pertanian; (3) tingkat kemantapan atau kekompakkan struktur tanah (Hillel, 1980). Menurut Davidson (1965), tahanan penetrasi merupakan kekuatan tanah yang bersifat komposit, artinya kekerasan tanah dipengaruhi oleh beberapa sifat fisik tanah lainnya seperti: kadar air, struktur tanah, indeks plastisitas, adhesi atau kombinasinya. Dengan demikian akan berdampak kepada aktivitas akar tanaman untuk menembus tanah. Salah satu cara untuk menentukan karakteristik kekuatan tanah adalah dengan mempergunakan penetrometer. Hillel (1980), menambahkan bahwa pada mulanya penetrometer hanya dirancang untuk penyelidikan kuantitatif terhadap kekuatan dan konsistensi tanah. Sekarang banyak jenis penetrometer telah dirancang untuk pengukuran kuantitatif kekuatan tanah terhadap penembusan, sehingga dapat dihubungkan secara tepat dengan sifat-sifat tanah, seperti daya olah, kerapatan relatif zarah-zarah, kemampatan daya tahan terhadap tekanan dan daya dukung terhadap penggunaan alat-alat besar.